DE102006018725B4

DE102006018725B4 - Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse

Info

Publication number: DE102006018725B4
Application number: DE200610018725
Authority: DE
Inventors: Matthias Leipoldt
Original assignee: Leipoldt Matthias Dipl-Ing
Current assignee: Leipoldt Matthias Dipl-Ing
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: DE102006018725A1

Abstract

Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse sowie für Öle und ölhaltige Flüssigkeiten, aber auch von Brauch- und Abwässern mit einer Einrichtung zum Rückspülen der verwendeten Filterelemente, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlage aus einer Kombination einer Einrichtung mit mindestens zwei Filterzellen (1) für das Filtern des zu reinigende Mediums und einer Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen der Filterzellen (1) verunreinigte Mediums gebildet wird, wobei die Filterzellen (1) über mindestens ein Mehrwegeventil (3) mit einem Behälter (8) für das zu reinigende Medium sowie mit einem Behälter (7) für das durch den Rückspülvorgang der Filterzellen (1) verunreinigte Medium und über die Verbindungsleitung (9) mit dem Behälter (6) für das gefilterte Medium verbunden sind, und die Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen verunreinigte Mediums als eine Trommelfiltereinheit (12/13) ausgebildet ist, welche im Zulauf mit dem Behälter (7) verbundenen ist und deren Ablauf über einen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse, zum Filtern von Ölen normaler Viskosität, wie beispielsweise Motorenöl, wobei diese Einrichtung auch für das Filtern von Brauch- bzw. Abwässern Verwendung finden kann.
Bekannt ist es, daß bei einer Filtrierung von Kühlschmierstoffen oder Erodierflüssigkeiten Stapelfilter zum Einsatz kommen, bei denen eine bestimmte Anzahl von übereinander gestapelter Filterscheiben vorgesehen ist. Das zu filtrierende Medium wird quer zur Achsrichtung des Stapelfilters in der Scheibenebene durch die Filterscheiben geleitet, wobei im zu filtrierendem Medium mitgeführte Fremdstoffe in den Filterscheiben zurüchgehalten werden.
Hierzu ist aus der DE 103 59 712 A1 ein regenierbarer Stapelfilter mit mindestens zwei in einer Achsrichtung gestapelten Filterscheiben, die zur Filtrierung in der Scheibenebene quer zur Achsrichtung durchströmt sind, wobei das Filtermedium, abhängig von einem in Achsrichtung aufgebrachten Druck reversibel verdichtbar ist und zur Bildung des Filtermediums die Trägerscheiben auf ihren einander zugewandten Seiten ein Filtermaterial mit quer zur Scheibenebene stehende Fasern aufweisen.
Aus der DE 297 23 682 U1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung der flüssigen Abfälle von Druckereien bekannt, bei der ein Sedimentierbehälter sowie Einrichtungen zum getrennten Abzug einer oberen und einer unteren Fraktion aus den Sedimentierbehältern, eine Filteranlage für die obere Fraktion, ein Auffangbehälter für das durch die Filterung der oberen Fraktion erhaltenen Lösungsmittel, einen Ausflockungsbehälter für die untere Fraktion, eine Filtereinrichtung für das mit einem Reaktionstrennmittel behandelten Schmutzwasser in dem Auffangbehälter, sowie einer Auslaßvorrichtung für das gefilterte Schmutzwasser vorgesehen ist, wobei die Filteranlage für die obere Fraktion ein Mikroporenfilter ist.
Aus der DE 43 12 548 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten bekannt. Zur Reinigung wird die Flüssigkeit über einen Zulauf in den Eintrittsraum eines Filtergehäuses geführt und durch Filterkerzen mit einer Vielzahl axial zusammengepreßter Filterscheiben in einen mit einem Ablauf versehenen Austrittsraum des Filtergehäuses geleitet. Die Filterkerzen werden durch Rückspülung gereinigt, indem der Zulauf und der Ablauf verschlossen wird, der Austrittsraum mit einer Druckluftquelle verbunden wird und bei Erreichen eines bestimmten Drucks im Filtergehäuse ein Rückspülablauf im Eintrittsraum geöffnet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen die unterbrechungsfreie, reststoffarme Reinigung von Dielektrika in Funkenerosionsmaschinen von Zersetzungsprodukten und Metallpartikeln.
Die DE 20 2006 001 917 U1 beschreibt eine Einrichtung zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse. Die Filtereinrichtung weist mindestens zwei Filterzellen auf, welche über mindestens ein Mehrwegeventil mit einem Behälter für das zu reinigende Medium sowie mit einem Behälter für das durch den Rückspülvorgang verunreinigte Medium sowie über Verbindungsleitungen mit dem Behälter für das gereinigte Medium verbunden sind.
In der US 2006/0070962 A1 wird ein Verfahren und eine Anlage zur Filterung beschrieben. Durch die Verwendung des Filterhilfsmittels, das durch wiederholte und effektive Rückspülung aus einem Filterelement separiert wurde, kann der Verbrauch des Filterhilfsmittels und die Erzeugung industrieller Abfälle vermieden werden. In einem Anschwemmkreislauf für Filterhilfsmittel wird ein Filterhilfsmittel in einem Anschwemmtank auf einem Filterelement in einem Filtergehäuse gebunden und gelagert. Dadurch entsteht eine Filterhilfsmittelschicht. In einem Filterkreislauf entfernt die Filterhilfsmittelschicht des Filterelements Schlamm in der Filteraufbereitungsflüssigkeit im Haupttank. Durch einen Rückspülkreislauf werden die Filterhilfsmittelschicht und die Schlammschicht aufgebrochen und duch Rückspülen aus dem Filterelement separiert und anschließend in den Anschwemmtank geleitet. Nach mehrmaliger Wiederholung dieser Schritte werden die durch Rückspülung separierten Filterhilfsmittel und der Schlamm nach außen abgeleitet.
Weiterhin ist aus der DE 298 04 541 U1 eine mehrstufige Filtervorrichtung bekannt, welche insbesondere zur Reinigung von dielektrischen Betriebsflüssigkeiten in Funkenerosionsanlagen vorgesehen ist. Diese Filtervorrichtung weist eine Feinfiltereinheit auf, für die ein Rohflüssigkeitszulauf und ein Filtratablauf vorgesehen ist, wobei dieser Feinfiltereinrichtung eine regenerierbare Vorfiltereinheit vorgeschaltet ist. Ferner weist diese Filtervorrichtung für die Feinfiltereinheit mindestens ein vorzugsweise auswechselbares Filterelement auf, welches in Form eines Papierfilters und die Feinfiltereinheit als Patronenfilter ausgebildet ist. Die Vorfiltereinheit ist als eine rückspülbare Filtereinheit ausgebildet.
Der bei dieser bekannten technischen Einrichtung vorgesehene Einsatz einer Vorfiltereinheit und einer Feinfiltereinheit trägt zwangsläufig zu einem höheren anlagentechnischen Aufwand bei.
Das in der Vorfiltereinheit zum Einsatz kommende Filterelement ist ein sogenannter Spaltrohrfilter oder Drahtspaltfilter oder Plattenspaltfilter. Auch diese Filterelemente sind mehr oder weniger stark aufwendig in ihrer Herstellung.
Bei dem Filterelement der Feinfiltereinheit handelt es sich zwar um einen Patronenfilter aus Papier. Der Nachteil besteht hier darin, daß dieses Papierfilterelement jedoch nicht rückspülbar ist, so daß nach Erreichen eines entsprechend hohen Verschmutzungsgrades das Filterelement ausgebaut und entweder extern gereinigt oder durch eine neue Filterpatrone ersetzt werden muß.
Von Nachteil bei den vorgenannten technischen Lösungen ist es weiterhin, daß – wie bei derartigen Filtern allgemein bekannt – sich nach einer gewissen Betriebszeit ein mehr oder weniger starker Filterkuchen an den Filterscheiben absetzt, auf welchem sich anfänglich zwar der Abscheidegrad erhöht, dann aber mit zunehmender Dicke zu einem Absinken der Durchsatzmengen führt, was gleichzeitig eine Erneuerung der Filterelemente bzw. einen Ausbau der Filterelemente erforderlich macht.
Bekannt ist es deshalb weiterhin, daß die Filterelemente in gewissen Abständen einem Rückspülprozeß unterzogen werden, wobei das Filterelement in entgegengesetzter Richtung durchströmt wird und die anhaftenden abgeschiedenen Bestandteile aus dem Filterelement ausgespült werden. Für diesen Rückspülprozeß wird nun ein zusätzliches Medium eingesetzt bzw. bereits gefiltertes Medium verwendet, so daß ein zusätzlicher Verbrauch an derartigem Medium eintritt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse sowie zum Filtern von ölen normaler Viskosität, wie beispielsweise Motorenöl, wobei diese auch für das Filtern von Brauch- bzw. Abwässern Verwendung finden kann, dahingehend zu verbessern, daß unter der Voraussetzung eines gesicherten Filtrationseffektes zum einen der Verbrauch des beim Rückspülprozeß verwendeten Mediums wesentlich reduziert werden kann und daß zum anderen die Erneuerungszyklen für die verwendeten Filterelemente erhöht werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse sowie für öle und ölhaltige Flüssigkeiten aber auch von Brauch- und Abwässern mit einer Einrichtung zum Rückspülen der verwendeten Filterelemente versehen ist.
Die erfindungsgemäße Anlage wird aus einer Kombination einer Einrichtung mit mindestens zwei Filterzellen für das Filtern des zu reinigenden Mediums und einer Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen der Filterzellen verunreinigten Mediums gebildet.
Die Filterzellen sind über mindestens ein Mehrwegeventil mit einem Behälter für das zu reinigende Medium sowie mit einem Behälter für das durch den Rückspülvorgang der Filterzellen verunreingte Medium und über eine Verbindungsleitung mit einem Behälter für das gefilterte Medium verbunden.
Die Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen verunreinigten Mediums ist als Trommelfiltereinheit ausgebildet, wobei der Zulauf mit dem Behälter für das durch den Rückspülvorgang der Filterzellen verunreinigte Medium und der Ablauf über einen Sammelbehälter mit dem Behälter für das zu reinigende Medium in Verbindung steht.
Für die Durchflußbewegung ist zwischen dem Behälter für das zu reinigende Medium und den Filterzellen mindestens eine Pumpe angeordnet.
Einer der wesentlichen Vorteile dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß es der konstruktive Aufbau ermöglicht, daß die Filterzelle(n) mit bereits gereinigtem Medium rückgespült werden können, wobei durch die Umschaltung der Mehrwegeventile das für das Rückspülen verwendete und dadurch verunreinigte Medium gesammelt und nach dem Durchlauf einer Trommelfiltereinheit in gereinigter Form in den Behälter, aus dem das zu filternde Medium den Filterzellen zugeführt wird, zurückgeführt wird. Dadurch kann der Zusatz von Medium für den Rückspülprozeß wesentlich minimiert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß vor dem Einlauf der Leitung für das Anführen des in den Filterzellen gefilterten Mediums in den Behälter für das gereinigte Medium ein Mehrwegeventil angeordnet ist, über welches diese Leitung auch mit dem Behälter für das zu reinigende Medium verbunden ist, weil nach der Durchführung des Rückspülprozesses der erste Teil des Mediums noch mit Verunreinigungen belastet ist, weil auf dem Filterelement noch kein Belag von Filterkuchen, welcher zu einen bestimmten Grad ebenfalls Verunreinigungen zurückhält, zu verzeichnen ist.
Je nach konstruktiver Ausführung der Filtervorrichtung kann es von Vorteil sein, daß unmittelbar nach nach jeder Filterzelle ein Mehrwegeventil angeordnet ist, um nach der Durchführung des Rückspülprozesses über dieses Mehrwegeventil einen ersten Teil des gereinigten Mediums über die abzweigende Leitung in den Behälter für das zu reinigende Medium zurückzuführen. Durch diese Rückführung wird der Reinheitsgrad des die Filtervorrichtung verlassenden Mediums wesentlich verbessert.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.
Es zeigen
1: eine schematischen Anordnung der wesentlichen Baugruppen der erfindungsgemäßen Anlage;
2: eine Darstellung der Filtereinrichtung im Prozeß des Filterns des Kühl- oder Bearbeitungsmediums;
3: eine Darstellung einer Ausführungsform der Filtervorrichtung.
Die 1 zeigt eine Darstellung der schematischen Anordnung der wesentlichen Baugruppen der Anlage.
In einem Anlagengehäuse sind im rechten Teil der Zeichnung acht Filterzellen 1 dargestellt. In diesen Filterzellen 1 sind die Filterelemente 2 angeordnet. Die Filterelemente 2 sind als Papierfilterfilter in an sich bekannter Weise als Filterpatrone ausgebildet, wobei der Papierfiltereinsatz je nach Einsatzfall sowohl in einer glatten Ausführung als auch zur Vergrößerung der Oberfläche in gefalteter Ausführung ausgebildet sein kann.
Zu jeder Filterzelle 1 führt eine entsprechende Verbindungsleitung 10, über welche das zu filternde Medium aus einem Behälter 8 mittels einer Pumpe 4 den Filterzellen 1 zugeführt wird. Nach dem Durchgang des Mediums durch das jeweilige Filterelement 2 wird das Medium über die Verbindungsleitungen 9 in den Behälter 6 für das gereinigte Medium geführt. Von hier aus kann das gefilterte Medium wieder für den vorgesehenen Einsatz verwendet werden.
Diese Verbindungsleitungen 9 sind über ein Mehrwegeventil 3 aber auch so schaltbar, daß in der Phase des Rückspülprozesses das Rückspülmedium entgegengesetzt der normalen Filterrichtung durch die Filterzellen 1 über eine entsprechende Leitung in den Behälter 7 geleitet werden kann.
Mit dem Behälter 7 steht eine Trommelfiltereinheit 12/13 in Verbindung. Diese Trommelfiltereinheit 12/13 wird gebildet aus dem eigentlichen Trommelfilter 12, bei dem an der Trommel über die als Hohlwelle ausgebildete Trommelwelle ein Unterdruck angelegt ist. Die Trommel wird beispielsweise mit einem Getriebemotor 13 mit etwa 2 bis 5 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Die Außenwandung der Trommel ist mit Filterpapier bezogen und taucht zu einem Teil in einen separaten Behälter ein, in den das zu reinigende Rückspülmedium aus dem Behälter 7 zugeführt wird.
Der sich auf dem Filterpapier absetzende Filterkuchen wird mittels einer entsprechend vorgesehenen Rakeleinrichtung bei der Drehbewegung der Trommel abgeschabt und in den Auffangbehälter 14 aufgenommen.
Das so gefilterte Rückspülmedium läuft über die Hohlwelle der Filtertrommel 12 ab und wird in dem vorgesehenen Sammelbehälter 8a aufgenommen, von wo es dem Behälter 8 für das zu reingenden Medium zugeführt werden kann.
Sowohl nach einem Wechsel der Filterlemente 2 als auch nach der Durchführung des Rückspülprozesses und der Wiederinbetriebnahme der Filterzelle 1 ist zu verzeichnen, daß das Filterelement 2 seine eigentliche volle Filterleistung erst dann entfaltet, wenn sich eine bestimmte Filterkuchenschicht auf dem Filterelement 2 abgesetzt hat. Bis dieses jedoch erreicht ist, wird immer ein gewisser Teil des Mediums mit Verunreinigungen die Fiterzelle 1 passiert haben und so den Reinigungsgrad verschlechtern.
Um diesen Nachteil auszuschalten, ist in einer Ausführungsform gemäß 2 vorgesehen, daß vor dem Einlauf der Verbindungsleitung 9 in den Behälter 6 für das gereinigte Medium ein Mehrwegeventil angeordnet ist, über welches die Verbindungsleitung 9 mittels einer Abzweigleitung 11 auch mit dem Behälter 8 für das zu reinigende Medium verbunden ist und so nach dem Einsatz neuer Filterelemente 2 oder nach dem Umschalten der rückgespülten Filterzelle 1 in den Filterbetrieb ein erster Teil des gefilterten Mediums zurück in den Behälter 8 für das zu reinigende Medium geführt werden kann.
Das beim Rückspülprozeß verschmutze Rückspülmedium wird im Behälter 7 aufgenommen und von dort der Trommelfiltereinheit 12/13 zugeführt.
In 3 wird in einer Prinzip-Darstellung eine weitere Ausführungsform der Filtervorrichtung gezeigt. Hier ist nach jeder Filterzelle 1 ein Mehrwegeventil angeordnet, über welches die Verbindungsleitung 9 mittels einer Abzweigleitung auch mit dem Behälter 8 verbunden ist, um nach dem Einsatz neuer Filterelemente 2 oder nach dem Umschalten der rückgespülten Filterzelle 1 vom Rückspülprozeß in den Filterbetrieb zumindestens einen ersten Teil des gefilterten Mediums zurück in den Behälter 8 für das zu reinigende Medium zu führen.

1: Filterzelle
2: Filterelement
3: Mehrwegeventil
4: Pumpe
5: Druckregelventil
6: Behälter für das gereinigte Medium
7: Behälter für das durch den Rückspülvorgang verunreinigte Medium
8: Behälter für das zu reinigende Medium
8a: Sammelbehälter
9: Verbindungsleitung zwischen der Filterzelle und dem Behälter (6)
10: Verbindungsleitung zwischen dem Behälter (8) für das zu reinigende Medium und dem Mehrwegeventil bzw. Filterzelle
11: Abzweigleitung zwischen Leitung 9 und Behälter 8 für das zu reinigende Medium
12: Trommelfilter
13: Antrieb des Trommelfilters
14: Auffangbehälter für vom Trommelfilter 12 abgezogenen Filterkuchen

Claims

Anlage zum Filtern von Kühl- oder Bearbeitungsmedien für Trenn-, Schleif- und Erodierprozesse sowie für Öle und ölhaltige Flüssigkeiten, aber auch von Brauch- und Abwässern mit einer Einrichtung zum Rückspülen der verwendeten Filterelemente, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anlage aus einer Kombination einer Einrichtung mit mindestens zwei Filterzellen (1) für das Filtern des zu reinigende Mediums und einer Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen der Filterzellen (1) verunreinigte Mediums gebildet wird, wobei die Filterzellen (1) über mindestens ein Mehrwegeventil (3) mit einem Behälter (8) für das zu reinigende Medium sowie mit einem Behälter (7) für das durch den Rückspülvorgang der Filterzellen (1) verunreinigte Medium und über die Verbindungsleitung (9) mit dem Behälter (6) für das gefilterte Medium verbunden sind, und die Einrichtung für das Filtern des beim Rückspülen verunreinigte Mediums als eine Trommelfiltereinheit (12/13) ausgebildet ist, welche im Zulauf mit dem Behälter (7) verbundenen ist und deren Ablauf über einen Sammelbehälter (8a) mit dem Behälter (8) in Verbindung steht und daß für die Durchflußbewegung mindestens eine Pumpe (4) zwischen dem Behälter (8) und den Filterzellen (1) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (10) zwischen dem Behälter (8) für das zu reinigende Medium und dem Mehrwegeventil (3) eine Pumpe (4) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindungsleitung (10) zwischen dem Mehrwegeventil (3) und einer der Filterzellen (1) als Rückspülleitung vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (3) ein 2/3-Wegeventil ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (9) zwischen der Filterzelle (1) und dem Behälter (6) für das gereinigte Medium ein Druckregelventil (5) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das beim Rückspülprozess der Filterzellen (1) verschmutzte Medium ein Behälter (7) vorgesehen ist und für das hier gesammelte, verschmutze Rückspülmedium nach dem Durchlauf der Trommelfiltereinheit (12/13) für das nunmehr wieder gereinigte Rückspülmedium ein Sammelbehälter (8a) vorgesehen ist, der wiederum mit dem Behälter (8) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (7) für das durch den Rückspülvorgang verunreinigte Medium als einfacher Sammelbehälter oder Absetzbehälter oder Fangsack ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einlauf der Verbindungsleitung (9) in den Behälter (6) ein Mehrwegeventil angeordnet ist, über welches die Verbindungsleitung (9) auch mit dem Behälter (8) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach jeder Filterzelle (1) ein Mehrwegeventil angeordnet ist, über welche die Verbindungsleitung (9) auch mit dem Behälter (8) verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rückspülbare Filterelement (2) in Form einer Patrone als Papierfilterelement ausgebildet ist.